王寧寧 朱淑霞

濱州醫(yī)學院附屬醫(yī)院兒童神經科，濱州 256600

微小RNA（microRNA，miR）是一類非編碼RNA，可以調節(jié)生物體內的多種生理過程，靶向并降解特定的mRNA 可以抑制基因的表達，從而在生物體中發(fā)揮調節(jié)作用。miR可以調節(jié)人類基因80%的表達，如細胞增殖、分化、細胞轉導、細胞周期、細胞凋亡等［1-2］。miR-137 是位于非編碼RNA（ncRNA）基因AK094607.11 中的1p21.3 號染色體上的miR。研究表明，miR-137在不同腫瘤細胞中發(fā)揮著不同的生物學作用。如在非小細胞肺癌中，miR-137 靶標病抑制轉化生長因子α、樁蛋白的表達，進而抑制細胞增殖過程及轉移能力［3］。在結直腸癌中，miR-137 通過直接靶向Cdc42 來抑制結直腸癌細胞的增殖、侵襲，并在誘導細胞周期停滯中發(fā)揮了細胞抑制作用［4］。此外研究發(fā)現miR-137 可以通過不同的靶基因在神經膠質瘤細胞的發(fā)生發(fā)展中發(fā)揮著重要作用。神經膠質瘤是最常見的原發(fā)性惡性中樞神經系統腫瘤，根據組織學特點分為膠質母細胞瘤、髓母細胞瘤、星形細胞瘤和少突膠質細胞瘤等，其中兒童最常見的膠質瘤類型為星形細胞瘤，而成人發(fā)病率最高的則為膠質母細胞瘤［5］。目前神經膠質瘤的治療方式主要為手術切除輔助化療和/或放療。神經膠質瘤常呈浸潤性生長，很難通過手術完全切除；由于血腦屏障的存在，藥物難以透過血腦屏障并發(fā)揮作用，致使神經膠質瘤的預后差、復發(fā)率及病死率較高，因此亟須識別更多潛在的治療靶點?，F對miR-137在神經膠質瘤中的作用機制作一綜述。

下調PTP4A3基因的表達

miR-137 可以通過蛋白質酪氨酸磷酸酶IVA 成員3（PTP4A3）介導的蛋白激酶B/哺乳動物雷帕霉素靶蛋白（Akt/mTOR）信號通路影響神經膠質瘤細胞的代謝和增殖。PTP4A3是蛋白質酪氨酸磷酸酶（PTP）家族中的一員。研究發(fā)現，PTP4A3 表達上調可以促進多種腫瘤的轉移，如膀胱癌、乳腺癌和神經膠質瘤等［6］。mTOR 是一種絲氨酸/蘇氨酸激酶，是細胞生長和增殖的重要調節(jié)因子，其包括2 種復合物，分別為對雷帕霉素敏感的mTOR 復合物（mTORC1）和對雷帕霉素不敏感的mTOR 復合物（mTORC2）［7］。激活的Akt 抑制結節(jié)性硬化復合物（TSC）的活性，從而啟動mTORC1介導的信號通路，參與核糖體蛋白S6激酶（pS6k）、真核起始因子結合蛋白1（4EBP1）和真核起始因子4E（eIF4E）的磷酸化，進一步參與蛋白質翻譯及細胞生長。mTORC2 使Ser-473 處的Akt 磷酸化，然后進一步參與細胞的代謝和增殖［8］。研究表明，敲除PTP4A3 可以顯著降低神經膠質瘤中Akt 的水平，以及Akt/mTOR 信號通路的下游靶基因的表達水平，包括細胞周期蛋白D1、p21、p27 和基質金屬蛋白酶-9（MMP-9）［9］。已有研究發(fā)現在神經膠質瘤細胞中，PTP4A3 是miR-137 的直接靶標，miR-137 的過表達可下調PTP4A3 的表達，影響神經膠質瘤細胞的代謝和增殖［10］。

負調控叉頭框K1（FOXK1）基因的表達

FOXK1 基因是叉頭框（FOX）轉錄因子家族的一員，其作為轉錄因子參與了多種腫瘤的發(fā)生、發(fā)展等過程的調控，其在各種人類癌癥中失調，包括結腸直腸癌、食道癌和神經膠質瘤［11-14］。實驗證明，FOXK1 的過表達促進了神經膠質瘤細胞的增殖及侵襲轉移能力，并且這一作用是通過激活Wnt/β-catenin 信號通路實現的［15］。Wnt/β-catenin 信號通路是一類傳導生長刺激信號的通路，此通路由細胞外的膜受體Frizzled、Wnt 蛋白、胞質內的β-catenin 及下游的轉錄因子組成，發(fā)揮著指導細胞增殖、自我更新、分化、組織穩(wěn)態(tài)和胚胎發(fā)育的作用。最近的研究表明，Wnt/β-catenin 信號通路可以增強神經膠質瘤的生長［16］。Wnt 基因異常激活，可抑制GSK3p/APC/Axin復合物對β-catenin的磷酸化，減少β-catenin 的降解，使β-catenin 在細胞內聚積并向核內轉移，進而與轉錄因子TCF/LEF（T 細胞轉錄因子/淋巴樣增強因子）相互作用，調節(jié)眾多上皮間質轉化（EMT）相關蛋白如E-cadherin、Fibronectin、MMP7、Snail、Twist 等的表達，從而誘導EMT 發(fā)生［16］。β-catenin 可與E-cadherin 胞內區(qū)結合形成β-catenin/E-cadherin 復合體，再與肌動蛋白骨架相連，減弱細胞間粘附，誘導腫瘤的EMT 過程從而增強腫瘤細胞的侵襲和轉移能力［17］。研究發(fā)現，敲除FOXK1 能夠降低神經膠質瘤細胞中β-catenin 水平，進而抑制膠質瘤細胞生長，并且證實了FOXK1 通過激活wnt/β-catenin 信號通路參與神經膠質瘤細胞的增殖及侵襲轉移過程，并且這一作用受到miR-137的負調控［15］。

下調周期蛋白依賴性激酶（CDK）6的表達

miR-137 通過抑制細胞CDK6 的表達來抑制神經膠質瘤細胞的增殖［18］。細胞周期蛋白是一類隨著真核細胞周期進展?jié)舛劝l(fā)生規(guī)律變化的蛋白質，他們通過活化CDK 來調節(jié)周期中各時相的進程。CDK6 是蛋白激酶復合物的催化亞基，對細胞周期的G1 期進展和G1/S 轉換很重要，這種激酶已被證實可以磷酸化，從而調節(jié)腫瘤抑制因子的活性，使CDK6 成為癌癥發(fā)展的重要蛋白［19］。研究發(fā)現CDK6 影響神經膠質瘤細胞的增殖和分化，而CDK6是miR-137的直接靶標，miR-137 通過與CDK6 的3’-UTR 結合下調CDK6 的表達，阻礙G1-S 期的轉化來抑制神經膠質瘤細胞的增殖［20］。

抑制C3肉毒素底物1（Rac1）基因的表達

miR-137 通過抑制Ras 相關的Rac1 的表達來抑制神經膠質瘤細胞的侵襲。Rho GTPases（Ras 相似物GTP 酶）是真核細胞內一類重要的信號轉導分子，與神經膠質瘤的發(fā)展密切相關［21］，其是許多膜表面受體如酪氨酸激酶受體、G 蛋白偶聯受體、細胞分子受體和黏附分子受體的下游分子蛋白，在信號轉導過程中發(fā)揮著“分子開關”的作用，將細胞外信號轉移到細胞內［22-23］。Rac1 是Rho GTPases 家族中的一員。研究發(fā)現，Rac1 可以通過調節(jié)神經膠質瘤細胞偽足的形成、促進外圍肌動蛋白網的組裝、促進細胞外基質的降解來發(fā)揮促進神經膠質瘤細胞侵襲的作用［24-25］。miR-137 可以通過直接結合Rac1基因的3’-UTR，抑制Rac1的表達，發(fā)揮抑制神經膠質瘤細胞侵襲的作用［26］。

下調MORF4相關基因結合蛋白（MORF4-related gene-binding protein，MRGBP）基因的表達

MRGBP 是NuA4 組蛋白乙酰轉移酶復合物的子單位，主要通過細胞核酸性組織H4 和H2A 的乙酰化參與基因的轉錄激活［27］。已被證實MRGBP 在結腸直腸癌、胰腺癌、膠質瘤及肝癌中高表達。MRGBP 的高表達與腫瘤細胞的生長、轉移、侵襲及患者的預后有關［28-29］。有研究表明，MRGBP 可作為腫瘤的診斷生物標志物和治療靶點，并且還是一種潛在的、獨立的預后生物標志物，特別是對膠質瘤和肝癌的預后有重要意義。這表明膠質瘤的惡性程度與MRGBP在膠質瘤細胞中的表達有關［30］。

在胰腺癌中，MRGBP 是miR-137 的直接靶基因，miR-137 直接與MRGBP 的3’-UTR 靶向結合抑制MRGBP蛋白的表達，從而抑制胰腺癌細胞的增殖、轉移及侵襲［31］。綜上，miR-137 在神經膠質瘤中呈低表達，而MRGBP 呈高表達，且MRGBP 是miR-137 的一個靶向調控基因，那么在神經膠質瘤細胞中導入miR-137，并使其作用于MRGBP，可能會影響膠質瘤細胞的發(fā)生發(fā)展過程及患者的預后，但目前尚不明確，隨著技術的發(fā)展有望在神經膠質瘤的分子治療及預后發(fā)揮特異性作用。

下調Notch1基因的表達

Notch 基因在哺乳動物中編碼一類跨膜蛋白受體，即Notch1-4，其中Notch1 基因是由2 555 個氨基酸組成的單次跨膜受體，它是促進細胞生成、抑制細胞凋亡以及促進上皮EMT過程的關鍵因子。目前許多研究發(fā)現Notch1及其配體在許多神經膠質瘤細胞系中過度表達［32］。在肝癌細胞、結腸癌細胞等腫瘤細胞中miR-137 的過度表達可通過抑制Notch1 基因的表達從而抑制腫瘤細胞體外增殖、遷移和侵襲［33］。在神經膠質瘤細胞中miR-137的過表達可能通過抑制Notch1 基因的表達來抑制神經膠質瘤細胞的增殖、遷移和侵襲，有望成為神經膠質瘤的治療靶點。

結語

miR-137 參與神經膠質瘤發(fā)生發(fā)展的調節(jié)，主要是通過與相應的靶基因結合調節(jié)其轉錄水平，上調或下調信號通路相關蛋白，從而激活或抑制相關信號通路實現的。本文主要探討了miR-137 通過靶向調節(jié)CDK6、Rac1、MRGBP、Notch1 等基因以及PTP4A3、FOXK1 基因介導的信號通路來影響神經膠質瘤細胞的發(fā)生發(fā)展過程，對miR-137 進行深入研究必將為神經膠質瘤的發(fā)病機制、診斷、治療及患者預后提供新思路。